CN114018413A - 温度检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种温度检测设备，包括红外检测装置、距离检测装置和移动终端，红外检测装置和距离检测装置均连接移动终端，红外检测装置用于采集环境参数并发送至移动终端进行处理，距离检测装置用于检测目标物的距离并发送至移动终端，移动终端用于根据环境参数和目标物的距离实现对目标物的温度检测。通过距离检测装置检测目标物的距离，可以提高距离检测的准确性，减小了人工估算距离带来的误差，红外检测装置采集到的环境参数和距离检测装置检测到的目标物的距离均发送至移动终端进行数据处理，有利于提高数据处理效率和设备使用的便捷性，工作可靠。

Description

温度检测设备

技术领域

本申请涉及温度检测技术领域，特别是涉及一种温度检测设备。

背景技术

温度检测是一种常见的缺陷检测方法，异常发热是一种常见的缺陷类型，通过对待测的温度进行检测，找出温度异常的点，将其视为故障点。以电力设备为例，当电力设备发生短路等故障时，会导致局部过热，及时发现过热点和该类缺陷将有效保障电力设备的正常运行。

传统的温度检测的方法是通过红外热像仪检测待测设备的分布情况，检测时，先设置好检测参数和目标物的距离，结合获取到的待测设备的红外数据实现对待测设备的温度检测。然而，手持式红外热像仪通常体积和重量都比较大，携带不方便，且人为估算设置的距离参数不够准确，影响检测结果的准确性，导致传统的温度检测方法使用不便捷，可靠性低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的温度检测方法使用不便捷，可靠性低的问题，提供一种温度检测设备。

一种温度检测设备，包括红外检测装置、距离检测装置和移动终端，所述红外检测装置和所述距离检测装置均连接所述移动终端，所述红外检测装置用于采集环境参数并发送至所述移动终端进行处理，所述距离检测装置用于检测目标物的距离并发送至所述移动终端，所述移动终端用于根据所述环境参数和所述目标物的距离实现对所述目标物的温度检测。

上述温度检测设备，包括红外检测装置、距离检测装置和移动终端，红外检测装置和距离检测装置均连接移动终端，红外检测装置用于采集环境参数并发送至移动终端进行处理，距离检测装置用于检测目标物的距离并发送至移动终端，移动终端用于根据环境参数和目标物的距离实现对目标物的温度检测。通过距离检测装置检测目标物的距离，可以提高距离检测的准确性，减小了人工估算距离带来的误差，红外检测装置采集到的环境参数和距离检测装置检测到的目标物的距离均发送至移动终端进行数据处理，有利于提高数据处理效率和设备使用的便捷性，工作可靠。

在其中一个实施例中，所述红外检测装置包括探测器、无热化光学镜头和红外处理芯片，所述探测器设置在所述无热化光学镜头远离所述目标物的一侧，所述探测器连接所述红外处理芯片，所述红外处理芯片连接所述移动终端。

在其中一个实施例中，所述探测器为晶圆级封装探测器。

在其中一个实施例中，所述无热化光学镜头为定焦无热化光学镜头，所述红外处理芯片为特殊应用集成电路架构红外处理芯片。

在其中一个实施例中，所述距离检测装置为激光测距仪。

在其中一个实施例中，所述移动终端为手机。

在其中一个实施例中，温度检测设备还包括装载件，所述红外检测装置、所述距离检测装置和所述移动终端均设置于所述装载件。

在其中一个实施例中，所述装载件包括握把和夹持件，所述夹持件用于固定所述移动终端、所述红外检测装置和所述距离检测装置，所述握把连接所述夹持件。

在其中一个实施例中，所述移动终端还用于根据所述环境参数获取所述目标物中温度最高的发热点，将所述目标物中温度最高的发热点与所述距离检测装置之间的距离作为所述目标物的距离。

在其中一个实施例中，温度检测设备还包括数据转换接头，所述红外检测装置和所述距离检测装置均通过所述数据转换接头连接所述移动终端。

附图说明

图1为一个实施例中温度检测设备的结构图；

图2为一个实施例中温度检测设备的电气拓扑图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行更加全面的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，请参见图1，提供一种温度检测设备，包括红外检测装置200、距离检测装置100和移动终端300，红外检测装置200和距离检测装置100均连接移动终端300，红外检测装置200用于采集环境参数并发送至移动终端300进行处理，距离检测装置100用于检测目标物的距离并发送至移动终端300，移动终端300用于根据环境参数和目标物的距离实现对目标物的温度检测。通过距离检测装置100检测目标物的距离，可以提高距离检测的准确性，减小了人工估算距离带来的误差，红外检测装置200采集到的环境参数和距离检测装置100检测到的目标物的距离均发送至移动终端300进行数据处理，有利于提高数据处理效率和设备使用的便捷性，工作可靠。

具体地，红外检测装置200用于采集环境参数并发送至移动终端300进行处理，环境参数的类型并不是唯一的，例如可包括在目标区域内采集到的红外数据，目标区域内包括目标物和其他环境元件，目标物是指待检测的物体。温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线，物体的温度越高，辐射出的红外线越多。因此，通过对红外数据的采集与分析，可以得到被采集对象的温度分布情况。红外检测装置200的结构并不是唯一的，只要可以实现红外线的采集和探测即可，可根据实际需求设置。

距离检测装置100用于检测目标物的距离并发送至移动终端300，其中，目标物的距离是指目标物与距离检测装置100之间的距离。根据目标物的距离，结合采集到的目标物辐射的红外线的分析，可以更加准确地得到目标物的温度分布情况。距离检测装置100的类型并不是唯一的，只要可以实现距离的准确检测即可。

进一步地，对于体积较大的目标物，由于手动抖动等因素，距离检测装置100检测到的距离数值会有波动。此时可利用移动终端300的摄像头与红外检测装置200的镜头的视角差，采用三角测量法测量目标物与距离检测装置100之间的距离。具体地，三角测量法的原理说明如下：三角测量法测距的原理与人眼相似，人眼能够感知物体的远近，是由于两只眼睛对同一个物体呈现的图像存在差异，也称“视差”。物体距离越远，视差越小；反之，视差越大。已知基线长度(移动终端300的摄像头与红外检测装置200的镜头的距离)和视差，即可计算距离。采用三角测量法测量得到的目标物与距离检测装置100之间的距离，对距离检测装置100检测到的距离数值进行校正，提高距离检测的准确性。

移动终端300的类型也不是唯一的，例如可以为手机或平板等移动智能设备。动终端体积小，重量轻，应用在温度检测设备中可以提高设备的使用便捷性。此外，移动终端300在接收到环境参数和目标物的距离后，对环境参数和目标物的距离进行分析处理，实现对目标物的温度检测。采用移动终端300进行数据处理，可以提高数据处理速度和响应速度，还能对处理结果进行显示，还能利用移动终端300本身存储的电量为其他器件供电。此外，移动终端300通常都具有数据存储和传输功能，省去在红外检测装置200中设置SD卡后，SD卡的数据导出操作，大大提升数据存储和传输效率。

在一个实施例中，红外检测装置200包括探测器、无热化光学镜头和红外处理芯片，探测器设置在无热化光学镜头远离目标物的一侧，探测器连接红外处理芯片，红外处理芯片连接移动终端300。

具体地，热辐射数据(红外数据)经过无热化光学镜头后达到探测器，探测器把热辐射数据转换为电平信号，电平信号传输到红外处理芯片后，缓存在内存上，经过处理后输出至移动终端300进行分析。无热化光学镜头可以减小温度效应的影响，使红外检测装置200能够在一个较大的温度范围内保持良好的成像质量。红外处理芯片对热辐射数据进行处理的方式并不是唯一的，例如可以对热辐射数据进行非均匀衡算法和卡尔文算法处理，并以并口总线的方式输出，由专用的并口转USB主控芯片处理，输出UVC的数据格式。

在一个实施例中，探测器为晶圆级封装探测器。晶圆级封装技术具有较小封装尺寸与较佳电性表现的优势，且成本低，工作性能佳。进一步地，探测器为12μm像元WLP封装(Wafer Level Packaging，晶圆级封装)探测器，像元间距表示像素点之间的距离，在同等分辨率条件下，12μm探测器图像清晰，图像质量高。可以理解，在其他实施例中，探测器也可以为其他类型的探测器，例如17μm像元探测器等，探测器的封装形式也可以为其他，例如陶瓷封装或金属封装等，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，无热化光学镜头为定焦无热化光学镜头，红外处理芯片为特殊应用集成电路架构红外处理芯片。定焦无热化光学镜头是指只有一个固定焦距的镜头，只有一个焦段，或者说只有一个视野，其特点就是在一个宽温范围内对焦速度快，成像质量稳定。红外处理芯片为特殊应用集成电路架构红外处理芯片，ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路，可以更好地满足用户需求。采用定焦无热化光学镜头和特殊应用集成电路架构红外处理芯片可以提高红外检测装置200的性能，且具有小体积、轻重量、低功耗、低成本等特点。可以理解，在其他实施例中，无热化光学镜头和红外处理芯片也可以为其他类型，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，距离检测装置100为激光测距仪。激光测距仪是利用调制激光的某个参数实现对目标的距离测量的仪器，具有重量轻、体积小、操作简单速度快而准确的优点。可以理解，在其他实施例中，距离检测装置100也可以为其他类型，例如超声波距离检测装置100等，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，移动终端300为手机。手机体积小、重量轻，且数据处理速度快，还具有丰富的显示和提示功能，以及比较充足的存储空间，当做移动终端300时可以有效保障温度检测设备的工作性能。

进一步地，手机可以根据获取到的数据实时检测目标物是否发生过热故障，还可以调整拍摄位置，将拍摄对象对准预置的设备轮廓(首次拍摄可跳过该步骤)，并支持点、线、框测温工具，通过距离检测装置100返回的距离、移动终端300摄像头与红外检测装置200镜头的视角差，以及环境温度、反射温度、发射率、正负校准等对温度数据进行校准，提高温度检测的准确性。此外，手机还能保存视频、图片、温度数据，后期可通过测温工具进行二次测温分析、修正并导出报表。

在一个实施例中，温度检测设备还包括装载件，红外检测装置200、距离检测装置100和移动终端300均设置于装载件。装载件用于使红外检测装置200、距离检测装置100和移动终端300的位置保持比较稳定的状态，减小了检测时的误差。装载件的类型可根据实际需求选择，例如可采用塑料装载件，重量轻，使用成本低，也可以采用金属装载件，或者混合材料装载件等，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，请参见图1，装载件包括握把420和夹持件410，夹持件410用于固定移动终端300、红外检测装置200和距离检测装置100，握把420连接夹持件410。具体地，夹持件410可以包括手机背夹和活动固定件，手机背夹用于固定手机或平板等设备，活动固定件用于将距离检测装置100和红外检测装置200固定在移动终端300背部。活动固定件可以为卡扣连接件，螺丝螺帽连接件等。握把420连接夹持件410，供用户握持，用户握持握把420后便可同步控制设置于夹持件410上的红外检测装置200和距离检测装置100。进一步地，握把420为符合人体工程学要求的握持把手，握把420外表面可缠绕手胶等，便于提高用户握持的稳定性。可以理解，在其他实施例中，装载件也可以为其他结构，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，移动终端300还用于根据环境参数获取目标物中温度最高的发热点，将目标物中温度最高的发热点与距离检测装置100之间的距离作为目标物的距离。由于目标物可能为不规则物体，将目标物中温度最高的发热点与距离检测装置100之间的距离作为目标物的距离，可以提高距离检测的准确性，也便于同时输出距离和最高温度。

在一个实施例中，温度检测设备还包括数据转换接头，红外检测装置200和距离检测装置100均通过数据转换接头连接移动终端300。由于红外检测装置200、距离检测装置100和移动终端300的数据接头类型可能不同，通过数据转换接头使红外检测装置200和距离检测装置100连接移动终端300，可以使温度检测设备可以兼容不同类型的红外检测装置200、距离检测装置100和移动终端300，提高了温度检测设备的使用便捷性。红外检测装置200、距离检测装置100和移动终端300均可通过数据线500连接数据转换接头。数据转换接头的类型并不是唯一的，在本实施例中，数据转换接头可以为usb转type-c接口，usb转type-c接口通过usb连接红外检测装置200和距离检测装置100，再通过type-c连接移动终端300，兼容性好。可以理解，在其他实施例中，数据转换接头也可以为其他类型，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

为了更好地理解上述实施例，以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。在一个实施例中，温度检测设备包括红外检测装置200、距离检测装置100、移动终端300、装载件和数据转换接头。红外检测装置200为红外摄像头插件，距离检测装置100为激光测距仪，移动终端300为手机，装载件包括手机背夹和手持握把420，数据转换接头包括数据接口。

具体地，红外摄像头插件采用ASIC架构红外处理芯片，并采用12μm像元WLP封装探测器，同时配有定焦无热化光学镜头，具备高性能、小体积、轻重量、低功耗、低成本特点。红外图像处理部分主要包括非均匀性校正、时间降噪、空间降噪、细节增强、电子变倍、图像镜像以及亮度和对比度调整等。非均匀性校正、时间降噪、空间降噪、细节增强主要提高图像质量；电子变倍、图像镜像以及亮度和对比度主要调节图像效果。红外模组主要负责采集环境中的RAWDATA(16Bit二进制数据)、图像数据(YUV格式)及温度数据(浮点类型)数据。

激光测距仪测量目标物与测距仪之间的距离。以目标物为电机设备为例，对于体积较大的电力设备，由于手部抖动，上述距离数值会有波动。利用手机摄像头与红外摄像头的视角差，采用三角测量法测量目标物与测距仪之间的距离，选取温度最高的发热点的距离数值，利用该距离数值对激光测距的数值波动进行矫正。

红外摄像头和激光测距仪通过usb接入usb分路芯片再转type-c接口连接手机，手持握把420主要用于提供兼具固定手机和符合人体工程学要求的握持把手，手机背夹主要将红外摄像头及激光测距仪固定到手机背部。手持握把420和手机背夹可整合为手机夹具或手机外壳，并不影响技术实现。

手机安装红外系统APP分析软件通过TYPE-C接口实时获取红外模组数据及激光测距仪数据，包括：实时获取YUV格式图像数据编码为RGB格式显示视频；实时获取RAWDATA并结合YUV格式图像数据检测电力设备或装置；调整拍摄位置，将拍摄对象对准预置的设备轮廓(首次拍摄可跳过该步骤)；支持点、线、框测温工具，并通过激光测距仪返回的距离、手机摄像头与红外摄像头的视角差、环境温度、反射温度、发射率、正负校准对温度数据进行校准；保存视频、图片、温度数据，后期可通过测温工具进行二次测温分析、修正并导出报表。

请参见图2，温度检测设备的整个处理电路包括三大部分，分别为裸数据采集部分、激光模块转换处理部分和USB接口数据处理部分。

裸数据采集部分：热辐射数据通过鍺玻璃后,热成像传感器把辐射信号装换为电平信号，电平信号送到红外处理芯片后，缓存在内存(DDR)上，经过非均匀衡算法和卡尔文算法处理，并以并口总线的方式输出，由专用的并口转USB主控芯片处理，输出UVC的数据格式。

激光模块转换处理部分：激光模块通讯方式是TTL串口，需要由专用的TTL电平转换芯片处理。使用时，手机APP采用固定频率查询激光测距模块当前目标距离，并应用于APP测温矫正。

USB接口数据处理部分：该部分主要处理两路USB数据合并的问题。

本申请的温度检测设备可为一种手持红外测温装置，红外摄像头结合激光测距仪、可见光与红外摄像头视角差测距校准温度，装置软件可对目标物进行温度变化持续分析并导出报表。利用移动终端300(手机、IPAD等)的供电、显示、数据处理功能，将红外测温设备的重量、体积大大降低，比传统手持式红外传感器重量、体积减少了80％以上。因采用智能设备(手机、IPAD等)作为数据处理单元，相比传统手持式红外检测仪，处理速度约提高300％以上，响应速度约提高200％以上。通过激光测距信息、手机摄像头与红外摄像头的视角差折算距离信息进行矫正，省去人工输入测温目标距离步骤，并将距离值从人工估算改进到激光测距精度水平。利用移动智能设备(手机、IPAD等)的数据存储、传输功能，省去SD卡数据导出操作，大大提升数据存储和传输效率。省去了处理和显示单元的开发(智能设备可代替)，成本大幅降低，不到传统手持式红外检漏仪的1/10。提供红外测温原图，并可输出为客户指定的各种数据格式，降低了不同设备采集不同格式红外图像后期分析的难度，基于显示和处理单元为智能设备，降低了二次开发的难度。

上述温度检测设备，包括红外检测装置200、距离检测装置100和移动终端300，红外检测装置200和距离检测装置100均连接移动终端300，红外检测装置200用于采集环境参数并发送至移动终端300进行处理，距离检测装置100用于检测目标物的距离并发送至移动终端300，移动终端300用于根据环境参数和目标物的距离实现对目标物的温度检测。通过距离检测装置100检测目标物的距离，可以提高距离检测的准确性，减小了人工估算距离带来的误差，红外检测装置200采集到的环境参数和距离检测装置100检测到的目标物的距离均发送至移动终端300进行数据处理，有利于提高数据处理效率和设备使用的便捷性，工作可靠。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温度检测设备，其特征在于，包括红外检测装置、距离检测装置和移动终端，所述红外检测装置和所述距离检测装置均连接所述移动终端，所述红外检测装置用于采集环境参数并发送至所述移动终端进行处理，所述距离检测装置用于检测目标物的距离并发送至所述移动终端，所述移动终端用于根据所述环境参数和所述目标物的距离实现对所述目标物的温度检测。

2.根据权利要求1所述的温度检测设备，其特征在于，所述红外检测装置包括探测器、无热化光学镜头和红外处理芯片，所述探测器设置在所述无热化光学镜头远离所述目标物的一侧，所述探测器连接所述红外处理芯片，所述红外处理芯片连接所述移动终端。

3.根据权利要求2所述的温度检测设备，其特征在于，所述探测器为晶圆级封装探测器。

4.根据权利要求2所述的温度检测设备，其特征在于，所述无热化光学镜头为定焦无热化光学镜头，所述红外处理芯片为特殊应用集成电路架构红外处理芯片。

5.根据权利要求1所述的温度检测设备，其特征在于，所述距离检测装置为激光测距仪。

6.根据权利要求1所述的温度检测设备，其特征在于，所述移动终端为手机。

7.根据权利要求1所述的温度检测设备，其特征在于，还包括装载件，所述红外检测装置、所述距离检测装置和所述移动终端均设置于所述装载件。

8.根据权利要求7所述的温度检测设备，其特征在于，所述装载件包括握把和夹持件，所述夹持件用于固定所述移动终端、所述红外检测装置和所述距离检测装置，所述握把连接所述夹持件。

9.根据权利要求1所述的温度检测设备，其特征在于，所述移动终端还用于根据所述环境参数获取所述目标物中温度最高的发热点，将所述目标物中温度最高的发热点与所述距离检测装置之间的距离作为所述目标物的距离。

10.根据权利要求1所述的温度检测设备，其特征在于，还包括数据转换接头，所述红外检测装置和所述距离检测装置均通过所述数据转换接头连接所述移动终端。

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